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成果形成的背景
传统纸质版教材在高等教育教学实践中具有重要作用。特别是在概念、内容、案例、例题等的叙述和解释中具有不可替代的作用。此外,纸质版教材还具有良好的阅读体验,如视觉舒适、触感自然,有助于长时间阅读,易于收藏和展示,无需电力支持等诸多优点。但同时也存在一些不足之处,主要表现在三维空间关系不易展示,复杂变形和运动动态过程难以体现等。特别是“工程力学”课程的特点决定它与工程实际场景关系密切,这就使得许多工程问题不借助动画和视频,单纯依靠文字描述显得平淡和抽象,难以引起学习兴趣。譬如,工程机械的工作原理、机构的运动轨迹、材料和结构的变形及破坏过程、薄壁及细长结构的失稳过程等的描述,单纯依靠文字描述过于抽象,有时候不得不配合机械教具的形象演示,才能讲清楚,才能被学生理解。而一些较复杂的运动和变形及破坏过程,机械教具也难以胜任。纸质版教材的这些天然不足之处,即抽象概念难理解、三维空间关系不清晰、工程实际场景缺失等,已经逐渐成为提高教学效果的障碍。随着科学技术的发展,现代互联网技术以及多媒体技术得以普及,这为利用多媒体技术和互联网技术辅助课堂教学,弥补纸质版教材的不足之处创造了条件。加之手机的普及,短视频平台的迅速发展,学生的学习习惯也在潜移默化。可见将纸质版教材与多媒体技术以及互联网技术相结合,克服纸质版教材存在的不足,取长补短,充分发挥各自优势,建设融合多媒体技术与互联网技术的新形态“工程力学”教材,对于提高教师教学效果以及学生学习效率,适应学生学习习惯,在现阶段高等教育实践中是十分必要的。
与纸质版教材相对应的是数字化教材。数字化教材将纸质版教材的文字内容数字化,在此基础上利用多媒体技术将动画、音频和视频嵌入与文字内容融为一体。和纸质版教材相比,数值化教材具有丰富的数字资源,便于携带,便于检索和查询,便于网络互动,同时可以提供题库测评和学习记录档案等功能。但数字化教材与承载设备的硬件和软件性能有关,目前兼容性和稳定性也还不尽人意,特别是对网络环境依赖性强,长时间阅读容易产生视觉疲劳。这就使得数字化教材在现阶段还不可能完全取代纸质版教材。新形态“工程力学”教材建设,保留纸质版教材的优势,同时融入动画、音频和视频以及有声PPT课件,可以克服纸质版教材的不足,而将纸质版教材和数字化教材的优势同时保留,兼具二者的优点,是解决目前工程力学课程教学存在问题的一个好的解决方案。
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